1、1 2020 届一轮复习人教版 热力学定律 课时作业 一 、 选 择 题 (每 小 题 5 分，共 55 分 ) 1 (多选 )关于热现象和热学定律，下列说法中哪些符合事实的是 ( ) A. 布朗运动不是液体分子的热运动， 是小颗粒内部分子运动所引起的悬浮小 颗粒运动 B. 用活塞压缩汽缸里的空气，对空气做功 2 0105 J， 若空气向外界放出热 量 1 5105 J， 则空气内能增加 5 104 J C第二类永动 机不能制成是因为它违背了能量守恒定律 D 一定质量的气体，如果保持温度 不变，体积越小压强越大 答案 BD 解析 布朗运动是固体颗粒的运动， A 错误，第二类永动机违背了热力学
2、第 二定律， C 错误，故 B、 D 正确。 2. 下面关于熵的说法错误的是 ( ) A熵是物体内分子运动无序程度的量度 B 在孤立系统中，一个自发的过程总 是向熵减少的方向进行 C 热 力 学 第 二 定 律 的 微 观 实 质 是 熵 是 增 加 的 ， 因 此 热 力 学 第 二 定 律 又 叫 熵 增 加原理 D 熵值越大，代表系统分子运动越无序 答案 B 解析 熵是物体内分子运动无序程度的量度，同种物质气态的熵大于液态和 固态的，故 A 正确； 在孤立系统中，一个自发的过程总是向熵增加的方向进行， 故 B 错误；热力学第二定律的微观实质是熵是增 加的，故 C 正确；熵值越大， 代 表
3、系统分子运动越无序，故 D 正确。 3. 地面附近有一正在上升的空气团。它与外界的热交换忽略不计。已知大气 压强随高度增加而降低，则该气团在此上升过程中 (不计气团内分子间的势 能 )( ) 2 A体积减小，温度降低 B体积减小，温度不变 C体积增大，温度降 低 D 体积增大，温度不变答 案 C 解析 随着气团上升，压强变小，外界对气团压力减小，气团膨胀，体积变 大，气团对外做功， 不考虑热交换，根据热力学第一定律，气团的内能减小，若 不计分子势能， 则内能减小体现为分子平均动能降低， 宏观表现为温度降低。 故 C 正确。 4. 如图所示，木块 A 放在木块 B 的左端，用恒力 F 将 A 拉
4、至 B 的 右端，第一次将 B 固定在地面上， F 做功为 W1， 生热为 Q1； 第二次让 B 在光滑地面上自由滑动，这次 F 做的功为 W2， 生热为 Q2，则应有 ( ) A W1W2，Q 1U2 B W1W2，Q 1Q2， U1U2 CW 1U2 D W1 W2， Q1Q2， U1U2 答案 B 解析 在 p-V 图象作出等压过程和等温过程的变化图 线，如图所示，根据图象与坐标轴所围成的面积表示功， 可知： W1W2； 第一种情况，根据 pV T C(常数)可知，气体压强不变， 体积增大，因此温度升高， U10，根据热力学第一定律有： U1 Q1W 1；第二种情 况等温过程，气体等温变
5、化， U2 0，根据热力学第一定律有： U2 Q2 W2，则得： Q2 W2；由上可得： U1U2，Q 1 Q2，故 B 正确，A 、 C、 D 错误。故选 B。 第卷 (非选择题，共 65 分 ) 二 、 填 空 题 (每 小 题 6 分，共 18 分 ) 12. 能源利用的过程，实质是 的过程。煤、石油、天然气等燃料的 能，能燃烧转化为 能；这种能可以直接供给生产、生活的需要， 也可以通过内燃机、汽轮机转化为然后被利 用。 能，还可以进一步转化为 能， 答案 能的转化 化学 内 机械 电 7 13. 大 型 抽 水 蓄 能 电 站 是 一 种 配 合 主 电 站 而 建 立 的 水 蓄 能
6、 发 电 站 ， 它 既 是 抽 水站，又是发电站， 电网负荷低时，利用剩余电力抽水；用电高峰时，利用蓄水发电。广州抽水蓄能电站是为大亚湾核电站 安全、稳定运行而配套建设的电站， 它的最大水位 (上、下游水位差 )535 m，总装机容量为 1210 9 W(发电机输出功 率) ，电站发电效率 60%。假定全部机组运行每天必须发电 4 h，抽水泵总功率为 8 T 1 0109 W， 则每天至少抽水 h。 答案 8 解析 由 P1t1P 2t260%代入数据可得： 8 h。 14. 一定质量的理想气体，从初始状态 A 经状态 B、 C、 D 再回到 A，体积 V 与温度 T 的关系如图所示，图中
7、TA、 VA 和 TD 为已知量。 (1)从 状 态 A 到 B， 气 体 经 历 的 是 压 ”)。 过程 (填“等温”“等容”或“等 (2)从 B 到 C 的过程中，气体的内能 (填“增大”“减小”或“不 变” )。 (3)从 C 到 D 的过程中， 气体对外 (填“做正功”“做负功”或“不做 功” )， 同时 (填 “吸热” 或“放热” )。 (4)气体在状态 D 时的体积 VD 。 答案 (1)等容 (2)不变 (3)做负功 放热 TD (4) VA A 9 解析 (1)由题图可知，从状态 A 到 B，气体体积不变，故是等容变化。 (2)从 B 到 C 温度不变，即分子平均动能不变，该
8、理想气体的内能不变。 (3)从 C 到 D 气 体 体 积 减 小 ， 外 界 对 气 体 做 正 功 ， W0， 所 以 气 体 对 外 做 负 功 ， 同时温度降低，说明内能减小，由热力学第一定律 U W Q 知气体放热。 (4)从 D 到 A 是 等 压 变 化 ， 由 三、计算题 (共 47 分) VA TA VD TD 得 VD TD TAVA。 15 (11 分 )在如图所示的坐标系中，一定质量的某 10 种 理 想 气 体 先 后 发 生 两 种 状 态 变 化 过 程 ： 第 一 种 变 化 是 从 状 态 A 到状态 B， 外 界 对 该 气 体 做 功 为 6 J； 第 二
9、 种 变 化 是 从 状 态 A 至 状 态 C， 该 气 体 从 外 界 吸 收 的 热 量 为 9 J。 已 知 图 线 AC 的 反 向 延 长 线 通 过 坐 标 原 点 O，B、 C 两 状 态 的 温 度 相 同 ， 理 想气体的分子势能为零。求： (1)从状态 A 到 状 态 C 的 过 程 ， 该 气 体 对 外 界 做 的 功 W1 和 其 内 能 的 增 量 U1； (2)从 状 态 A 到 状 态 B 的 过 程 ， 该 气 体 内 能 的 增 量 U2 及其从外界吸收的热量 Q2。 答 案 (1)0 J 9 J (2)9 J 3 J 解析 (1)由题意及题图可知， 从状
10、态 A 到状态 C 的过程，气体发生等容变化， 该气体对外界做的功 W1 0 J，根据热力学第一定律有 U1 W1 Q1 内 能 的 增 量 U1 Q1 9 J。 (2)从状态 A 到 状 态 B 的 过 程 ， 体 积 减 小 ， 温 度 升 高 该 气 体 内 能 的 增 量 U2 U1 9 J 根据热力学第一定律有 U2W 2Q 2 从 外 界 吸 收 的 热 量 Q2 U2 W2 3 J。 16 (12 分 )如图所示为一汽缸内封闭的一定质量的气体的 p-V 图象，当该系统 从状 态 a 沿过程 a c b 到达状态 b 时，有 335 J 的热量传入系统，系统对外界做功 126 J，
11、 求： (1)若 沿 a d b 过 程 ， 系 统 对 外 做 功 42 J， 则 有 多 少 热 量 传 入 系 统 ？ (2)若系统由状态 b 沿曲线过程返回状态 a 时，外界对系统做功 84 J， 问系统 是 吸热还是放热？热量传递是多少？ 答案 (1)251 J (2)放热 293 J 11 ) J 解析 (1) 沿 a c b 过 程 ， U W Q 126 J 335 J 209 J。 沿 a d b 过程， UW Q ， Q U W 209 J ( 42) J2 51 J，即 有 251 J的热量传入系统。 (2)由 a b， U2 09 J， 由 b a， U U 209 J
12、， U W Q 84 J Q ， Q 209 J 84 J 293 J， 负号 说明系统放出热量。 17 (12 分 )如图所示是用导热性能良好的材料制成的气体实验装 置，开始时被封闭的气体的长度为 32 cm， 某同学用力向下压缩气体， 使封闭气体的长度变为 12 cm， 该同学对活塞做 90 J 的功，大气压强为 p 1105 Pa， 活塞的横截面积 S 10 cm2， 不计活塞的重力和摩擦，若以适当的速度压缩气 体，在此过程中向外散热 20 J， 求气体内能变化了多 少？ 答案 增加了 90 J 解析 大气对活塞做功 W0 pV 1 5(0 32012)(101 0 4 20 J， 该同
13、学对气体做功 W 90 J， 故外界对气体做功为 W 总 W0 W 110 J， 由热 力学第一定律： U W 总 Q 110 J( 20) J90 J， 即气体内能增加，增加了 90 J 。 18 (12 分 )一辆汽车功率为 294 kW， 以 10 m/s 的平均速度行驶，已知汽车发动机的效率 为 20%，汽油的燃烧值为 4 7107 J/kg，那么汽车行驶 50 km 的路 程需消耗多少汽油？ 10 12 答案 15 6 kg 解析 汽车行驶 50 km 所用时间 t 5103 s。 50103 10 s W Pt 29 41035103 J 147106 J。 设消耗汽油质量为 m， 则有 m4 710720% 147106 m15 6 kg。 ，解得
